Основной объем угля добывается подземным способом с использованием очистных комбайнов. В современных очистных комбайнах преимущественно используются шнековые исполнительные органы, отличающиеся простотой конструкции, технологичностью и надежностью. Однако в процессе отделения угля от массива резанием выход мелких классов составляет 40-50 % от общего объема добычи. Поэтому поиск и разработка технических решений, обеспечивающих повышение выхода крупных фракций в процессе добычи угля шнековыми очистными комбайнами, является актуальной задачей. Традиционно эта задача решается увеличением толщины срезов, что достигается установкой резцов с большим радиальным вылетом и увеличением скорости подачи очистного комбайна. В статье рассматривается нетрадиционный способ увеличения сечения срезов формированием энергоэффективных парных и групповых срезов с взаимным наложением полей напряжения в массиве от действия соседних резцов. Результаты моделирования процесса резания угля подтверждают, что повышение эффективности разрушения горного массива резцами шнековых исполнительных органов очистного комбайна может быть достигнуто комплексным техническим решением, включающим формирование парных срезов и совмещенных зон напряжений в массиве. В результате выход крупных фрагментов при резании парными резцами увеличивается в 1,3-1,8 раза по сравнению с резанием одиночным резцом.
Процесс резания хрупких углей и пород одиночным резцом горных машин рассматривается, в отличие от общепринятого интегрального подхода, дифференцированно, с позиций формирования последовательных элементарных сколов, составляющих срез. Процесс формирования элементарного скола во времени рассматривается в виде последовательно сменяющих друг друга фаз. Ввиду сложности и многофакторности процесса предпочтение отдается экспериментальным стендовым исследованиям с использованием эталонных резцов, изотропных материалов и реальных блоков пород. Показано существенное влияние на значения параметров сколов времени действия статических сил, особенностей формирования полей напряжений в подрезцовой зоне массива и условий возникновения и развития магистральных трещин в околорезцовых зонах массива в процессе резания. Принятый фазово-энергетический метод анализа процесса, который наиболее полно соответствует структуре исследуемого процесса, позволил выявить более значимое, чем считалось ранее, влияние на процесс резания, изменчивости скорости резания и запаса потенциальной энергии в приводе резца. Высказано предположение о возможности целенаправленного формирования параметров элементарных сколов. Предложены новые способы повышения эффективности процесса резания углей и горных пород, в частности снижения максимальных нагрузок и удельного расхода энергии. Указана возможность снижения измельчения горной массы и пылеобразования.
Для определения режимов работы ступенчатых рудничных водоотливных установок без промежуточных водосборников следует определить режимные параметры последней ступени и использовать их в качестве входных при расчете предыдущей ступени. Для обеспечения заданных режимов работы всей установки необходимо изменить характеристики трубопроводов или насосов.
Предложен способ повышения износостойкости корпуса резцов проходческих комбайнов, заключающийся в их дополнительной полной закалке. В результате закалки твердость корпуса резцов повышается с 37-42 HRC до 49-51 HRC, что должно привести к повышению износостойкости примерно на 25 %. Предложение реализовано на партии резцов марки РКС-2. Резцы прошли испытание на шахтах Воркуты, где показали повышенную износостойкость по сравнению с резцами, не прошедшими дополнительную закалку.
Дан анализ влияния свойств привода на нагрузки выемочных машин с целью поиска наиболее эффективного способа отделения угля от массива. Выявлены недостатки традиционных выемочных комбайнов с роторным исполнительным органом. Целью исследований является определение характера изменения сил и скорости резания при изменении свойств привода. На основе кинетической теории разрушения хрупких массивов выдвинута гипотеза о возможности изменения характера процесса резания изменением свойств привода. Предложена физическая модель для проведения экспериментальных исследований и представлены первые результаты экспериментов.
